一、ARP的基本知识

1、什么是ARP？

ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。

所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。

在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过ARP地址解析协议获得的。

在局域网中，通过ARP协议来完成IP地址转换为第二层物理地址（即MAC地址）的。

2、ARP协议的工作原理

1. 首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区 (ARP Cache)中建立一个 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。

2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己 ARP缓存列表中是否存在该 IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。

3. 网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP响应数据包，告诉对方自己的MAC地址；

4. 源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。

例如：

1. 要发送网络包给192.168.1.1，但不知MAC地址？

2. 在局域网发出广播包“192.168.1.1的MAC地址是什么？”

3. 其他机器不回应，只有192.168.1.1回应，“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62-c6-09”

从上面可以看出，ARP协议的基础就是信任局域网内所有的人，那么就很容易实现在以太网上的ARP欺骗。更何况ARP协议是工作在更低于IP协议的协议层，因此它的危害就更加隐蔽。

3、RARP的工作原理

1. 发送主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址；

2. 本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址；

3. 如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用；

4. 如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；

5. 源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯；如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。

注意：

1）ARP请求分组是广播发送的，但ARP响应分组是单播方式。

2）ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题的，它的解析是自动进行的。

3）若所找的主机和源主机不在同一个局域网上，中间跨越很多路由器时，ARP解析演变为主机或路由器逐段解析的过程了，需要多次使用ARP来完成各个网段的硬件地址解析。

参考来源：

《计算机网络 第2版》清华大学出版社 吴功宜
《计算机网络教程 第5版》电子工业出版社 吴功宜、吴英
http://www.cio360.net/h/1832/319337-9826.html
http://www.enet.com.cn/article/2006/1013/A20061013245533.shtml